关键词：民用建筑；防排烟系统设计
1.工程介绍
1.1工程概况
本项目为商业楼，总建筑面积75000平方米。地下2层，地上24层，建筑物总高度为98米，其中7~24层为办公楼，1~6层为商业区，地下二层为设备用房及地下停车库，结构形式为框架剪力墙，建筑类别为一类高层公共建筑。设计内容为：
1.1.1写字楼、商业区通风、防排烟系统；
1.1.2地下车库通风及防排烟系统
1.2设计依据
(1)民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB 50736-2012
(2)公共建筑节能设计标准 GB 50189-2017
(3)建筑设计防火规范 GB 50016-2014(2018年版)
(4)《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017
(5)建筑机电工程抗震设计规范 GB 50981-2014
(6)《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014
(7)建设方的设计任务书
2.防排烟系统设计
2.1系统概述
本项目防排烟系统独立设置风机、风道及阀件，风道上设置70度防火阀，与控制系统联动，当室内发生火灾，烟感系统传输电信号给中央控制室，控制室给出信号，关段风机，停止动作。防排烟系统风机消防高温排烟风机，风机出口设置280度防烟防火阀，风道及阀件全都采用耐火极限大于1.0h的金属风管，当室内发生火灾，烟感系统传输电信号给中央控制室，控制室给出信号，排烟口开启，联动风机启动，开始排烟。
2.2 防排烟系统设计
根据《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017：办公楼走廊距离超过20米，所以需设计走道机械排烟、考虑疏散楼梯部分防烟系统。
2.2.1 本工程防烟楼梯间及其前室或合用前室均分别设置机械正压送风系。具体设计如下：
2.2.2前室风机选型：
混流式风机No.11A N=11KW，Q=35294M3/H H=516Pa
风压：682Pa， 转速：1450r/min，噪声：87dB
风口：多叶常闭送风口 ，风口尺寸：（1000+250）*500 层层设置
2.2.3防烟楼梯间风机选型
混流式风机：No.9.5A N=11KW Q=33224M3/H H=428Pa
转速：1450r/min，噪声：83dB
风口：自垂百叶风口，风口尺寸：600*800 隔层设置
2.2.4机械加压送风系统余压要求：防烟楼梯间:40Pa到50Pa；前室、合用前室、消防电梯前室：25Pa到30Pa。
2.2.5 《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017第3. 2条要求：正压送风风道要求采用金属风道送风，采用金属管道时，不应大于20米每秒；
2.2.6管道和补风管道的风速应符合以下要求：
本建筑地下一二层及商业区设机械排烟，地上6~24层不满足自然排烟条件的内走道及房间采用机械排烟。
2.3地下车库机械排烟系统设计
对地下停车库按防火分区分别设置独立的机械排风兼排烟系统及相应的补风系统,排烟量按《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》GB50067-2014第8.2.5条表格规定排烟量设计。排烟系统与排风系统共用风机，风机选用双速风机，高速运行为排烟工况，低速运行为车库平时排风工况，机械排风每小时开启4次。机械排烟系统与机械排风系统合用风道，共用风口，排烟风口的设置距离防烟分区最远点距离不超过30m，并保证防烟分区的排风均匀，不出现气流死角。
2.3.1 地下车库按每个防烟分区的面积不超过2000m2设计，每个防烟分区设计一套机械排烟系统和一套机械补风系统，车库的排烟量计算不应小于《汽车库、修车库、停车库设计防火规范》表8.2.5的规定。同时采用机械补风方式，补风量为排烟量的60%。排烟口均安装于风管上部， 补风口设置在风管下部。
2.3.2本工程地下车库一二层共分为六个防烟分区，每个防烟分区的面积均不超过2000m2。
防烟分区排烟口计算：
本次以一个防烟分区为例分析计算
防烟分区Ⅰ 防烟分区面积1853m2
排烟量：1853×3×6=33354m3/h
排烟口：按照每个排烟口距离防烟分区最远点的距离不超过30m，根据建筑格局布置排烟口，共设置4个排烟口。
排烟口面积：33354/（3600×8×4）=0.30m2
防烟分区设置4个800×500单层百叶排烟口
排烟口风速校核：
33354/（3600×4.0×0.4）=5.8m/s
满足排烟口风速不超过10m/s的要求。
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排烟机风量担负一个排烟系统,排烟风机设计排烟量：33354*1.2=40024.8m3/h
风管尺寸：40024.8/（3600×19）=0.59m2
风管尺寸：1600×400
风管风速校核：40024.8/（3600×1.6×0.4）=17.4m/s
满足金属风管风速不超过20m/s的要求。
机械补风计算：
补风量为排烟量的60%，33354m3/h×60%=20012.4m3/h
补风口计算：设置4个补风口：
20012.4/（3600×6×4）=0.23m2
选用600×400单层百叶的送风口
送风风管计算：
20012.4/（3600×15）=0.37m2
风管尺寸：1250×320
送风风管风速校核：
20012.4/（3600×1.25×0.32）=13.9m/s
满足金属风管风速不超过15m/s的要求。
其它防烟分区的计算均同此：
2.3.3按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017规定，排烟风机、补风风机均需要设置在专用机房内。
2.4 商业区机械排烟设计：
2.4.1 商业区方烟分区划分
防烟分区按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017规定净高不大于6m的空间，每个防烟分区的面积不超过1000m2，防烟分区长边的长度不超过36m，本工程划分为八个防烟分区，每个防烟分区的面积不超过500m2，在每个防火分区内设置一套机械排烟系统，一套排烟系统担负多个防烟分区。按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017规定每个防烟分区的计算排烟量小于15000m3/h，均按15000m3/h取值，排烟系统的风机按相邻两个最大防烟分区的排烟量取值，设计风量为计算风量的1.2倍，
故排烟风机风量：（15000+15000）*1.2=36000m3/h
选型如下：
HTFNo.9.5A N=11KW Q=38413M3/H H=717Pa
风道尺寸为：38413/（3600*18）=0.60m2
风管尺寸：1600*400
每个防烟分区排烟口计算：
15000/（3600*9）=0.46m2
排烟口尺寸：1250*500
每个防烟分区设置一个，距离防烟分区最远的距离不超过30m
按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017规定，地上部分采用自然补风。由于地上部分走道，门窗缝隙等均有自然风渗透，故本工程地上部分采用自然补风。
2.4.2 7~24层办公区域机械排烟设计
2.4.2.1每间办公室均有可开启外窗，外窗可开启面积均大于地面面积的2%，采用自然排烟。内走道长度超过60米，且走道可开启外窗面积小于走道地面面积的2%，不能满足自然排烟要求，故内走道设置独立的机械排烟系统。
2.4.2.2按《建筑防烟排烟系统技术标准》GB51251-2017规定，每个排烟量按每平米不小于60立方米/小时计算，公共建筑的内走道的排烟量不小于13000m3/h。
走道排量计算：202m2×60=11880m3/h，排烟量取值为13000m3/h
排烟风机风量：按相邻两个最大防烟分区的和取值，
（13000+13000）×1.2=31200m3/h
选型：HTFNo.9.5A N=15KW
Q=37003/H H=934Pa
排烟口：13000×1.2/（3600×8）=0.54m2
防烟分区设置 1000×500多叶防火排烟口
排烟口风速校核：
13000×1.2/（3600×1×0.5）=8.7m/s
满足排烟口风速不超过10m/s的要求。
2.5 防排烟管材设备要求
2.5.1 消防加压送风、排烟管道及补风管道均采用镀锌钢板制作，风管配件、钢板厚度（按高压系统选用）和允许漏风量等均应符合规范的要求。耐火极限不得小于1h。
2.5.2 挡烟垂壁材质：车库部分采用镀锌钢板涂防火材料，地上部分采用防火玻璃。
2.5.3 风管：穿过防火墙的风管（排烟管除外）、穿越楼板的主立风管与支风管相连接处的支风管上均设70℃防火调节阀。排烟系统在风机入口处设置280℃排烟防火阀。防火阀距墙小于200mm安装,防火阀两侧2米范围内的风管及其保温应采用A1级不燃材料,满足两小时耐火极限。
2.5.4排烟风机应保证280℃时能连续工作30min。?
防排烟设计在民用建筑设计中至关重要，只要按规范要求进行设计，满足建筑功能要求及安全性要求，就是合格的工程。
参考文献：
[1]《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012， 中国建筑工业出版社；
[2]《实用供热空调设计手册》中国建筑工业出版社
论文作者:黄新梅
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年5期
论文发表时间:2020/4/30